水雾与雾状油遮蔽性能的对比研究

运用Mie散射理论,计算了粒径服从对数正态分布的水雾和雾状油(柴油)的质量消光系数及其在可见光、中红外和远红外波段的波段平均质量消光系数.研究了粒径分布参数对水雾和雾状油遮蔽性能的影响,结果表明当r0与被遮蔽(波段)波长接近且6.趋于1时,(波段平均)质量消光系教具有最大值.雾状油在以上三个波段的遮蔽性能优于水雾,且粒径分布一定时,雾状油和水雾对中红外波段的遮蔽作用优于远红外波段.     

雾状油遮蔽性能研究

文章使用Mie散射理论,对粒径服从对数正态分布的雾状柴油的质量消光系数及其在可见光(0.3～0.8 μm)、中/长波红外大气窗口(3～5 μm和8～14 μm)的平均质量消光系数进行了计算.研究了粒径分布参数对雾状油遮蔽性能的影响,结果表明当r0与被遮蔽(波段)波长接近且b0趋于1时,(波段平均)质量消光系数具有最大值.最后通过实验,研究了冷凝型雾状油(柴油)在以上三个波段的遮蔽性能,实验结果表明其对可见光具有较强的遮蔽作用,对远红外的遮蔽作用最弱,实验结果与理论分析相一致.     

水雾遮蔽性能的计算和分析

水雾干扰波段宽,使用成本低,对生物和环境都不产生毒副作用,是一种新型的干扰材料。利用Mie散射理论,对粒径服从对数正态分布和正态分布的水雾在可见光波段、红外传输大气窗口和两种常用的军用激光波长处的质量消光系数进行了计算,得到了水雾在这些波段(波长)处的遮蔽性能,分析了计算结果与粒径分布参数之间的关系。     

红外烟幕对不同波长激光遮蔽性能外场评估的数学模型

根据辐射传输理论，导出了波长为λ１、λ２的入射光辐射在同一介质场相同传输路径条件下传输时其消光系数的特定关系，利用这一关系，如果测试时不同计测试场内空气对激光传输的影响，那么可在外场只测试红外烟幕对波长为λ１激光遮蔽性能的情况下，在实验室推导出该烟幕对波长为λ２激光的遮蔽性能，从而解决了外场难以运用同一烟幕场对不同波长激光的遮蔽能力进行评估的技术难题。     

水雾对红外光谱遮蔽衰减特性研究

从理论上简要阐述了水雾对红外光谱的遮蔽衰减特性,用朗伯—比尔定律描述、分析了红外光谱在辐射传输过程中辐射经水雾吸收和散射后的能量变化.同时用米氏散射理论解释、计算水雾粒子的散射系数、消光系数并考虑路径辐射过程其他因素的影响.并且通过检测评估说明了水雾对红外辐射能量的遮蔽衰减特性.     

水雾的红外遮蔽性能测试及分析

测试和比较了天然雾、造雾剂成雾、超声波水雾等不同雾型的红外遮蔽效果,并结合雾的微物理性能特点分析了红外衰减性能差异产生的原因。结果表明天然雾的红外遮蔽性能有限;造雾剂可见光遮蔽效果优良,成雾的雾滴粒度小、数密度大,但含水量较小,红外遮蔽效果不明显;超声波水雾的雾滴粒径大、含水量大,雾幛的红外遮蔽效果突出。     

水雾热遮蔽过程的辐射与导热耦合换热

人工水雾对热辐射有着强烈的散射和吸收,可用于火灾安全和红外隐身.将水雾视为吸收、发射、各向异性散射的非灰介质,考虑水雾自身辐射、多重散射和环境影响,利用Mie理论和谱带离散计算雾滴的辐射特性参数;将辐射传输方程(RTE)和能量守恒方程(ECE)耦合计算,建立红外辐射在水雾中的衰减模型.利用该模型计算了光谱半球透射率,通过与朗伯比尔定律作对比,反映了介质辐射、多重散射、辐射热流等因素会降低水雾遮蔽效率.     

水雾热遮蔽过程的辐射与导热耦合换热

人工水雾对热辐射有着强烈的散射和吸收,可用于火灾安全和红外隐身。将水雾视为吸收、各向异性散射的灰体介质,考虑水雾的介质辐射、多重散射和环境的影响,利用窄谱带模型和Mie散射理论计算离散谱带的平均光学系数,将辐射传输方程和能量守恒方程耦合计算,建立了8~14微米红外辐射在水雾中衰减的计算模型。应用蒙特卡洛法与本文算法作对比,验证了模型的正确性;计算分析了目标在水雾遮蔽下的辐射强度场、热流密度散度以及对水雾温度场的影响;利用本文模型计算了光谱半球通过率,通过与朗伯比尔定律作对比,反映了介质辐射、多重散射、辐射热流等因素使得水雾遮蔽效率降低。     

动态分形粗糙海面散射的遮蔽效应和多普勒谱研究

利用粗糙面电磁散射中的基尔霍夫近似,结合粗糙面遮蔽函数和分形粗糙海面特征函数的计算,导出了考虑遮蔽效应情况下导体分形粗糙海面散射截面的近似公式。研究了海面不同均方根斜率对遮蔽效应的影响。比较了毫米波入射时高斯粗糙面和分形粗糙海面的散射截面分布情况。分析了不同分维下分形海面双站散射截面的角分布情况。详细讨论了不同入射角和不同分维及遮蔽效应对分形海面散射回波多普勒谱的影响。     

半绝缘GaAs光电导开关散射机制的比较

从量子力学的微扰理论入手,总结并比较了半绝缘GaAs光电导开关中主要的散射机制的散射率表达式和散射终态,给出了所选择的散射机制下的模拟结果及其分析.     

舰船水雾红外消光的性能优化

利用细水雾的红外消光作用,将舰船目标笼罩在一层水雾之中,能够有效减弱目标与背景的辐射能量差异,降低红外探测设备对目标的发现或识别概率.首先,从辐射传递方程出发,对传递方程进行了一定的简化,得出比布格尔定律更为通用的辐射衰减公式.然后,将水雾粒子视为满足对数正态分布的稀疏粒子群,利用Mie氏理论对水雾层的散射系数、衰减系数、吸收系数进行了计算,并分析了水雾参数(浓度、平均粒子半径以及对数粒子半径偏差)对光谱消光性能的影响.最后,经过合理的优化,得出具有最佳光谱消光性能的水雾参数.计算结果表明:当水雾浓度为7 g/m3,平均粒径为4μm,对数粒径偏差为0.9时,水雾对舰船目标具有最佳的消光性能.     

沙尘天气的气溶胶特性研究

沙尘天气是一种特殊的天气现象,为了研究沙尘天气下气溶胶的特性,利用激光雷达和粒子计数器的实际测量结果,对浮尘、扬沙和沙尘暴三种天气下沙尘气溶胶谱分布特性进行了分析,并分析了风的扬沙作用。最后利用激光雷达测量结果对扬沙天气的形成发展和消退过程进行了分析。     

多波段地物微波后向散射特性分析

使用微波多波段极化散射计,通过对多种典型地物微波后向散射特性的测量,讨论了频域数据的处理方法,给出散射回波平均相关带宽和频域、角度、极化变化特性,分析了其内含的物理机制;并利用测量数据,比较和分析国外三个地面散射系数预测模型的有效性和适用性。     

合肥市大雾时空特征与细网格资料的预报释用

选取合肥市近50年年平均大雾日数、近10年逐日大雾观测资料,分析了该市大雾时空特征;并利用ECMWF细网格预报场资料对该市秋冬季发生的大雾过程进行预报释用。结果表明：合肥市大雾有缓慢的线性增加趋势,大雾异常年占比20%;出雾时段91%在早晨04:00～10:00,辐射雾占比为94%;11月、1月,大雾和浓雾天气出现频数均最多;大雾天气冬半年多于夏半年,但12月份雾天反而较少;肥西观测站大雾和浓雾天气出现频数均最多;温度、湿度、风速和云量等气象要素条件指标与辐射雾生成具有较好的对应关系。     

雾天环境下激光传输的衰减特性研究

激光在大气中传输时容易受天气的影响,因为雨、雪、雾等恶劣天气对激光有严重的衰减作用,会使通信的稳定性变差.因此分析激光在不同天气条件下的传输效应和衰减特性非常有必要.本文根据辐射雾和平流雾中含水量和能见度的经验关系,分析了雾天气对激光大气传输衰减的计算公式,并对三种常用的雾衰减经验模型进行了Matlab数值仿真,得出了激光衰减系数和雾天气能见度的关系.     

LD实现波长变换的消光比特性分析

提出了新的基于LD实现波长转换的理论模型,将互耦合系数引入到LD的速率方程中,并根据大信号反转粒子数密度与增益系数间的关系,求出了决定波长变换效果的互耦合系数,数值模拟结果表明其值小于1;利用该理论模型研究了转换后信号的消光比特性,结果表明,大的信号光功率、小的波长间隔及小的注入电流情况下有利于获得大的消光比。实验研究了不同信号光功率对波长转换消光比的影响,结果进一步表明理论分析的正确性。     

水雾多光谱隐身实验研究

详细论述了水雾多光谱(可见光、红外等)隐身的原理,并通过对模型车施加水雾前后可见光及红外辐射衰减的实验研究,得出了水雾对军事目标可见光、红外辐射衰减的一般规律。     

水雾的热红外伪装性能分析

利用Mie散射理论,在水的复折射指数随波长变化的情况下,通过雾滴消光效率因子和gamma 尺寸谱分布计算了热红外波长范围内的消光系数,建立了热红外波段gamma尺寸谱分布雾的含水量与消光系数的关系,分析了含水量为0.1和0.5时的红外探测器探测距离随传输路径L之间的变化关系.结论表明,水复折射指数、雾滴尺寸谱分布对雾的热红外辐射传输衰减有着较大影响,水雾遮蔽伪装时需充分考虑.